Comment utiliser l’éclairage complémentaire pour améliorer le rendement et la qualité du cannabis

L'éclairage traditionnel en culture d'intérieur repose principalement sur des systèmes zénithaux, avec des lampes placées au-dessus de la canopée. Mais, cette approche présente des limites importantes en termes de pénétration lumineuse.

En effet, les feuilles supérieures absorbent plus de 90 % de la lumière venant du dessus, laissant les parties médiane et inférieure des plantes dans des conditions lumineuses sous-optimales. C'est un problème dans le cas du cannabis, cette plante à la croissance rapide et à la structure dense créant de nombreuses zones d'ombre.

Cette distribution inégale de la lumière entraîne un phénomène connu sous le nom de « popcorn buds » dans les parties inférieures. Ce terme désigne le développement de têtes plus petites, moins denses et moins puissantes que les colas supérieurs. En résulte une perte significative, particulièrement préjudiciable aux producteurs commerciaux.

Éclairage complémentaire : maximiser la pénétration lumineuse

Plante C3, le cannabis peut absorber et utiliser des intensités lumineuses très élevées, jusqu'à environ 1.400 μmol/m²/s de rayonnement photosynthétiquement actif (PAR). Cette caractéristique physiologique permet aux plantes de répondre positivement aux stratégies d'éclairage complémentaire, à condition de rester dans des paramètres optimaux, afin d'éviter le stress lumineux. Ces stratégies sont de deux types :

L'éclairage latéral intermédiaire, également appelé éclairage intra-canopée ou éclairage dans la canopée, consiste en la disposition de sources lumineuses à l'intérieur de la canopée, généralement à hauteur moyenne. Cette technique utilise des barres LED horizontales ou inclinées placées entre les plantes, afin de permettre à la lumière d'atteindre directement les zones ombragées à l'intérieur du feuillage.

L'éclairage inférieur ou sous la canopée (under-canopy) adopte une autre approche, où les sources lumineuses sont positionnées sous le feuillage (généralement au niveau du substrat ou du sol), projetant la lumière vers le haut pour illuminer l'envers des feuilles et fleurs situées sur les branches inférieures. Cette technique s'appuie sur les capacités photosynthétiques des deux faces des feuilles (malgré une efficacité moindre pour la face inférieure).

Les deux méthodes visent à réduire les zones d'ombre, à améliorer la pénétration de la lumière et à garantir que les têtes inférieures reçoivent suffisamment d'énergie lumineuse. En résulte une amélioration de la qualité et du rendement global. Mais, l'éclairage inférieur présente certaines limites, car l'efficacité photosynthétique de la face inférieure des feuilles est généralement moindre que celle de la face supérieure, d'où un rendement énergétique légèrement moindre comparé à l'éclairage intermédiaire.

Les systèmes LED modernes sont particulièrement adaptés à cette application grâce à leur faible émission thermique et leur conception modulaire en longues barres qui permet leur intégration dans des espaces restreints sans générer de stress thermique supplémentaire pour les plantes (c'est là un élément fondamental vu la proximité des sources lumineuses avec les feuilles et les fleurs).

La structure de la plante détermine le type d'éclairage complémentaire

Certaines variétés de cannabis, comme les sativas, produisent des plantes hautes et ramifiées à la structure bien aérée avec d'importants espaces entre les branches et une canopée peu dense. Dans ces cas-là, l'éclairage latéral intermédiaire est particulièrement adapté, car il permet à la lumière d'aisément pénétrer la plante et d'ainsi en atteindre les parties moyennes et basses.

En revanche, dans le cas des variétés indica ou de certains hybrides courts et compacts, la structure dense et aux larges feuilles serrées formant une canopée épaisse doit plutôt orienter vers l'éclairage inférieur.

Des avantages démontrés par la recherche

Des études menées au Cannabis Research Tech Center de Philips aux Pays-Bas ont donné des résultats remarquables avec l'éclairage complémentaire. Contrairement aux attentes des chercheurs (qui supposaient que seules les inflorescences inférieures bénéficieraient de l'éclairage additionnel), même les inflorescences supérieures ont enregistré des gains de rendement significatifs par rapport aux groupes témoins.

« Toute la plante en bénéficie. Après plusieurs cycles de culture avec différentes variétés, nous avons évalué le gain de rendement à près de 30 %. Grâce à des lampes LED efficaces, l'augmentation de la biomasse par kWh est homogène et plus élevée », affirment les représentants de Philips.

Outre les bénéfices quantitatifs, des améliorations qualitatives notables ont été observées : têtes plus denses, uniformité dans le développement des trichomes et distribution homogène des cannabinoïdes et des terpènes sur l'ensemble de la plante. Il s'agit là d'éléments essentiels pour l'expérience du consommateur sur un marché toujours plus concurrentiel.

Appuyée sur plus de cinq années d'études en matière d'éclairage du cannabis, la recherche de Philips a également confirmé que des niveaux extrêmes de lumière zénithale (1.500–2.000 μmol/m²/s) entraînent des coûts énergétiques élevés sans véritable hausse du rendement. En revanche, l'éclairage intermédiaire, lui, est particulièrement efficace, même à des niveaux de lumière plus modérés.

D'autres études longitudinales réalisées dans des installations commerciales ont apporté des données susceptibles d'emporter la conviction des plus sceptiques à l'égard de ces techniques. Par exemple, dans les locaux d'environ 650 mètre carrés de la productrice de cannabis médical Texas Original, des recherches menées pendant une année complète ont étudié divers aspects de l'éclairage intermédiaire, notamment la position des lampes et les niveaux d'intensité, avec des résultats probants en matière de qualité et de constance.

Ces recherches ont permis de découvrir que l'éclairage intra-canopée augmentait la qualité florale des branches inférieures, faisant passer des têtes initialement classées B ou C en classes B voire A.

Considérations techniques pour l'implémentation

Les recherches préconisent une répartition d'environ 60/40 entre l'éclairage zénithal et l'éclairage complémentaire afin d'en maximiser l'efficacité. Pour atteindre l'intensité lumineuse optimale de 1.400 μmol/m²/s, la puissance totale du système doit atteindre au moins 550 watts par mètre carré. Cette configuration permet de maintenir la productivité des parties supérieures tout en optimisant le développement des zones moyennes et inférieures.

Dépasser les 1.400 μmol/m²/s ne génère généralement pas de gains proportionnels en termes de croissance et peut mener à une utilisation inefficace de l'électricité. La clé réside dans une répartition stratégique de l'intensité lumineuse, plutôt que dans une simple augmentation de la puissance totale.

Quant au spectre lumineux, il ne semble pas constituer un facteur déterminant, tant qu'on maintient un spectre complet avec un mélange de LED blanches et rouges. Les systèmes modernes à « spectre complet » conviennent généralement aussi bien aux applications latérales qu'inférieures.

Dans de telles structures, la gestion de la température peut s'avérer complexe. En effet, l'ajout de sources lumineuses à l'intérieur et sous la canopée peut créer des microclimats aux températures et taux d'humidité différents. Il est donc essentiel de maintenir une circulation d'air adéquate pour éviter la formation de points chauds et l'accumulation d'humidité, deux facteurs susceptibles de favoriser le développement de pathogènes.

Une avancée majeure dans l'éclairage du cannabis

La mise en œuvre de systèmes d'éclairage complémentaire représente une petite révolution dans la culture indoor du cannabis. Mais le choix du type d'éclairage doit s'appuyer sur des facteurs spécifiques comme le type de culture, les variétés utilisées et les objectifs de récolte. Les données scientifiques soutiennent fortement la valeur de ces techniques, avec des études démontrant des hausses tangibles en termes de rendement et de qualité.

À mesure que l'industrie du cannabis mûrit et que la concurrence s'intensifie, l'adoption de technologies d'éclairage avancées deviendra un facteur déterminant d'un éventuel succès commercial. Et les producteurs qui intègreront efficacement ces stratégies seront mieux positionnés que les autres pour répondre aux exigences d'un marché toujours plus concurrentiel.